(57)【要約】【課題】設備管理者以外の者が直流電力系統を勝手に切り離すことができないようにすると共に、中継箱からのケーブルがコネクタから外されない状態で覆蓋を移動した場合でもケーブルの切断、破損という事故が発生することなく、より安全に保守・点検作業が行える太陽光発電設備を提供すること。【解決手段】複数の移動式覆蓋上に設置された太陽電池モジュール２０を直列に接続した太陽電池アレイ（２１−１、２１−２）と、直流電力系統と、インバータ２３を備えた太陽光発電設備において、複数の移動式覆蓋は上下に重なり合う上側覆蓋１２と下側覆蓋１１を具備し、上側覆蓋１２に切断器１７と、コネクタ１６を備えると共に、開閉扉を備えた中継箱１５を設置し、中継箱１５の扉を開閉するための鍵を備え、該鍵により中継箱１５の扉を開けないと切断器１７の開閉及びコネクタ１６の着脱ができない構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動式覆蓋上に設置された太陽電池モジュールを複数枚電気的に直列に接続して所定の容量を発電できるように構成した太陽電池アレイと、該太陽電池アレイによって発電した直流電力を送電する直流電力ケーブルを具備する直流電力系統と、該直流電力系統からの直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた太陽光発電設備において、
前記複数の移動式覆蓋は上下に重なり合う上側覆蓋と下側覆蓋を具備し、
前記上側覆蓋に、前記直流電力系統を切離すための切断器と、前記直流電力ケーブルが接続されたコネクタを備えると共に、開閉扉を備えた中継箱を設置し、
前記中継箱の扉を開閉するための鍵を備え、
前記鍵により前記中継箱の扉を開けないと前記切断器の開閉及び前記コネクタの着脱ができない構造となっていることを特徴とする太陽光発電設備。
【請求項２】
請求項１記載の太陽光発電設備において、
前記移動式覆蓋は池を覆うように設置されており、該池の外の前記上側覆蓋近傍に箱体を設け、
前記箱体には前記中継箱から前記インバータへ至る直流電力系統の直流電力ケーブルが通ると共に、該直流電力ケーブルを固定・保持するケーブル固定保持機構を設けたことを特徴とする太陽光発電設備。
【請求項３】
請求項２記載の太陽光発電設備において、
前記移動式覆蓋を構成する上側覆蓋及び下側覆蓋には該覆蓋を固定するストッパーを設けると共に、該上側覆蓋には前記箱体或いは前記池近傍の固定物体に一端が繋がれた紐体の他端が繋がれ、該上側覆蓋の移動により前記直流電力ケーブルに張力が掛らないように該紐体の長さを設定したことを特徴とする太陽光発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水処理設備における沈殿池、ろ過池等の池の上部を覆い、必要に応じて天井部を開閉する移動式覆蓋上に太陽電池モジュールを配設し、該太陽電池モジュールで発電した直流電力を交流電力に変換し、該変換した交流電力を施設内の負荷に使用し、また、余剰電力を商用系統に売電する太陽光発電設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上下水処理設備の沈殿池、ろ過池等の池の上部を覆う移動式覆蓋を設け、更に、この移動式覆蓋上に太陽電池モジュールを設置することは、池に藻が発生するのを抑制すると共に、発電した電力を施設内で使用することで施設のランニングコストが削減できることから、その導入が普及してきている。また、覆蓋を密閉型にすれば薬物などの池内への投入が防止でき、所謂テロ対策にも効果的である。
【０００３】
上記沈殿池やろ過池等は周期的に清掃などの保守・点検を行うので、設置した覆蓋を開閉する必要がある。そのため覆蓋自体が移動できる機構を備えている。従来、覆蓋を開放し、保守・点検を実施することを想定し、太陽電池モジュールで発電した直流電力を流す直流電力ケーブルは覆蓋が移動できるように折り畳んで収納するような処置がなされていた（特許文献１参照）。
【０００４】
上記のようにケーブルを折り畳んで収納すると、当然ながら、必要とするケーブルの長さよりも長いケーブルが必要となり、かつ、折り畳んで収納するための器具を設置する必要があり、コストアップにつながっていた。また、直流電力系統ではケーブルが長くなれば、それにともない電力損失が大きくなる。
【０００５】
また、覆蓋の内側にケーブルを収納する場合、池を清掃する場合の清掃作業の邪魔となると共に、作業時に太陽光電池モジュールが発電状態であれば（外側収納の場合も同様）、３００Ｖ程度の直流電圧がケーブルに負荷されており、作業等でケーブルが破損すれば思わぬ感電等の事故に結びつく可能性がある。
【０００６】
また、ケーブルを覆蓋の外側に収納する場合は、覆蓋の外側にケーブルを布設するための工事が必要となり、これもコストアップにつながる。かつ、不要なケーブルが弛んだ状態で放置された状態であれば、外観上も好ましいものとはならず、ケーブルの破損など不慮の事態につながることも懸念される。
【０００７】
そこで、本願の発明者たちは上記問題を解決するために、直流電力系統である太陽電池アレイからインバータまでで選択的に系統から切離手段を設けることで、ケーブルの収容をなくし、対象の池の保守・点検作業を向上させた太陽光発電設備を開発している（特願２００４−３６９８０５号）。
【特許文献１】特開２００２−２５００８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記太陽光発電設備において、切離し手段である切断器及びコネクタを設置する中継箱は屋外仕様であるため防水機能は保持するが、箱を開閉する機構には制限がなかった。よって、設備管理者以外の者が切断器やコネクタを勝手に外すことが可能であり、不慮の事故につながる虞があった。
【０００９】
また、移動式覆蓋には各々ストッパーなどの固定器具が備えているが、前記中継箱のコネクタを外さないで固定器具を解除すれば、覆蓋は移動することが可能であるから、ケーブルの全長以上に覆蓋が移動すれば、ケーブルに負荷（張力）が掛かり、ケーブル切断という事故につながる虞があった。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、設備管理者以外の者が直流電力系統を勝手に切り離すことができないようにすると共に、中継箱からのケーブルがコネクタから外されない状態で覆蓋を移動した場合でもケーブルの切断、破損という事故が発生することなく、より安全に保守・点検作業が行える太陽光発電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、複数の移動式覆蓋上に設置された太陽電池モジュールを複数枚電気的に直列に接続して所定の容量を発電できるように構成した太陽電池アレイと、該太陽電池アレイによって発電した直流電力を送電する直流電力ケーブルを具備する直流電力系統と、該直流電力系統からの直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた太陽光発電設備において、前記複数の移動式覆蓋は上下に重なり合う上側覆蓋と下側覆蓋を具備し、前記上側覆蓋に前記直流電力系統を切離すための切断器と、前記直流電力ケーブルが接続されたコネクタを備えると共に、開閉扉を備えた中継箱を設置し、前記中継箱の扉を開閉するための鍵を備え、前記鍵により前記中継箱の扉を開けないと前記切断器の開閉及び前記コネクタの着脱ができない構造となっていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の太陽光発電設備において、前記移動式覆蓋は池を覆うように設置されており、該池の外の前記上側覆蓋近傍に箱体を設け、前記箱体には前記中継箱から前記インバータへ至る直流電力系統の直流電力ケーブルが通ると共に、該直流電力ケーブルを固定・保持するケーブル固定保持機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の太陽光発電設備において、前記移動式覆蓋を構成する上側覆蓋及び下側覆蓋には該覆蓋を固定するストッパーを設けると共に、該上側覆蓋には前記箱体或いは前記池近傍の固定物体に一端が繋がれた紐体の他端が繋がれ、該上側覆蓋の移動により前記直流電力ケーブルに張力が掛らないように該紐体の長さを設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、鍵により中継箱の扉を開けないと切断器の開閉及びコネクタの着脱ができない構造となっているので、鍵を管理することで、設備管理者以外の者が容易に切断器（ブレーカ等）の開閉及びコネクタの着脱ができなくなり、直流電力系統を勝手に切り離すことができないから、感電等の不慮の事故を防止できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、池の外の上側覆蓋近傍に設けた箱体に中継箱からインバータへ至る直流電力系統の直流電力ケーブルが通ると共に、該直流電力ケーブルを固定・保持するケーブル固定保持機構を設けたので、直流電力ケーブルが安定した状態で固定・保持される。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、上側覆蓋には箱体或いは池近傍の固定物体に一端が繋がれた紐体の他端が繋がれ上側覆蓋の移動により直流電力ケーブルに張力が掛らないように紐体の長さを設定するので、直流電力ケーブルとコネクタが接続した状態で上側覆蓋のストッパーを外し上側覆蓋を移動させても、直流電力ケーブルに負荷（張力）がかからない。よって、ケーブルの切断、破損等の事故が防止でき、保守・点検作業の安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る太陽光発電設備の外観構成例を示す図である。太陽光発電設備は浄水場の３つのろ過池に設置した移動式の覆蓋上に太陽電池モジュールを設置したものである。この移動式の覆蓋１０はＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製、アルミ合金製、鋼製等で、それ自体に遮光機能がある構造でも、該覆蓋１０の天井部（上面）に設置する太陽電池モジュール２０を含めて遮光機能を持たせるものでもよい。
【００１８】
図１では１つのろ過池あたり上下に重なり合う下側覆蓋１１と上側覆蓋１２からなる移動式の覆蓋１０が３台設置されており、覆蓋１０の下側覆蓋１１及び上側覆蓋１２はそれぞれ下側覆蓋移動レール３１、上側覆蓋移動レール３２を移動する移動機構を備え、互いに上下に重なり合ったり、左右に展開できるようになっている。図１では手前と中央のろ過池の覆蓋１０を移動して、手前のろ過池３０が全開となった状態を示している。
【００１９】
上記下側覆蓋１１及び上側覆蓋１２のそれぞれの天井部に複数枚の太陽電池モジュール２０が設置されている。該太陽電池モジュール２０の種類は、結晶シリコン、アモルファスシリコン系、薄膜シリコン系、化合物半導体（ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系等）系等特に限定されるものではない。
【００２０】
図２は太陽光発電設備の配線系統例を示す図である。上下に重なり合う２つの覆蓋に設置される複数の太陽電池モジュール２０で一つの太陽電池アレイ２１を形成している例を示している。所定の容量を発電する太陽電池アレイとするためにも上下に重なった２つの覆蓋上に必要枚数の太陽電池モジュール２０を設置したものである。ここでは、下側覆蓋１１と上側覆蓋１２に夫々８枚づつ合計１６枚の太陽電池モジュール２０を設置し、下側覆蓋１１の８枚の太陽電池モジュール２０を直列に接続（電機的に直列に接続）して小太陽電池アレイ２１−１を構成し、上側覆蓋１２の８枚の太陽電池モジュール２０を直列に接続（電機的に直列に接続）して小太陽電池アレイ２１−２を構成し、更に小太陽電池アレイ２１−１と小太陽電池アレイ２１−２を直列に接続（電機的に直列に接続）し、太陽電池アレイ２１としている。
【００２１】
一つの太陽電池アレイ２１あたり、定格状態（２５°、ＡＭ：１．５）で直流電圧：３００Ｖ程度、発電容量：２ｋＷ程度、全体では９つの太陽電池アレイで１８ｋＷ程度の直流電力を発電することができる。ここでは、太陽電池アレイ２１が２つの小太陽電池アレイ２１−１と２１−２に分割され、それぞれ下側覆蓋１１と上側覆蓋１２に設置されているので、下側覆蓋１１と上側覆蓋１２にはそれぞれ端子台１３、１４を設置し、専用のケーブルＳＣＢで接続している。即ち、端子台１３及び端子台１４には夫々端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が設けられ、各端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は互いに専用ケーブルＳＣＢ内のケーブルＳＣＢ１、ＳＣＢ２、ＳＣＢ３で接続されている。この専用ケーブルＳＣＢには、例えばキャプタイヤケーブル（導体をゴムで絶縁したうえ、外側に丈夫なキャプタイヤゴムを被せた丸型に仕上げたケーブル）を用いる。
【００２２】
下側覆蓋１１の端子台１３の端子Ｔ１には、太陽電池モジュール２０を８枚直列に接続してなる小太陽電池アレイ２１−１の負（−）端子がケーブルＣＢ１で接続され、端子Ｔ２には小太陽電池アレイ２１−１の正（＋）端子がケーブルＣＢ２で接続され、端子Ｔ３には小太陽電池アレイ２１−１のアース端子ＴｅがケーブルＣＢ３で接続されている。
【００２３】
また、上側覆蓋１２には中継箱１５が設けられ、該中継箱１５はコネクタ１６、切断器１７を備えている。上側覆蓋１２の端子台１４の端子Ｔ１には太陽電池モジュール２０を８枚直列に接続してなる小太陽電池アレイ２１−２の正（＋）端子がケーブルＣＢ４で接続され、端子Ｔ２には中継箱１５の切断器１７の端子Ｂ１がケーブルＣＢ５で接続され、端子Ｔ３には小太陽電池アレイ２１−２のアース端子Ｔｅ１がケーブルＣＢ６で接続されている。また、中継箱１５の切断器１７の端子Ａ１と小太陽電池アレイ２１−２の負（−）端子がケーブルＣＢ７で接続されている。また、中継箱１５内では切断器１７の端子の端子Ａ２とコネクタ１６のピンＣＮ１が接続され、切断器１７の端子の端子Ｂ２とコネクタ１６のピンＣＮ２が接続されている。
【００２４】
１９はろ過池３０の外で上側覆蓋１２の近傍に設置した箱体であり、中継箱１５のコネクタ１６のピンＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３に接続されたケーブルＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１は該箱体１９の内部を通って外部端子（負（−）端子）Ｔ５、外部端子（正（＋）端子）Ｔ４、外部アース端子 ＴＥに接続される。該箱体１９内にはケーブルＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１（直流電力ケーブル２４）を固定・保持する機構を備えている。ケーブルＣＢ９、ＣＢ１０は直流電力系統を構成する。外部端子（負（−）端子）Ｔ５、外部端子（正（＋）端子）Ｔ４には一本の直流電力ケーブルＣＢ１２が接続され、該直流電力ケーブルＣＢ１２及び接続箱２２を介して太陽電池アレイ２１で発電された電力はインバータ２３に送られ、交流電力に変換されるようになっている。なお、接続箱２２を介さず直流電力を直接インバータに送る場合もある。
【００２５】
図３はろ過池３０の外の上側覆蓋１２の近傍に設置した箱体１９と中継箱１５をつなぐ直流電力ケーブル（内部にケーブルＣＢ９、ＣＢ１０、ＣＢ１１を備えている）２４の接続と解列状態を示す図であり、図３（ａ）は直流電力ケーブル２４を接続した状態、図３（ｂ）はケーブル２４を解列した状態を示す。中継箱１５からの直流電力ケーブル２４は前述のように箱体１９を通り、これに続く電線管（図示せず）内から接続箱２２に至る。該箱体１９は直流電力ケーブル２４を収納することもできる。また、中継箱１５のコネクタ１６から外した直流電力ケーブル２４を留め置くケーブル留置機構２５を備えている。
【００２６】
図４は箱体と上側覆蓋１２に紐体２６（チェーン、ロープ等）を繋げた状態を示したものである。図４の状態、即ち中継箱１５から箱体１９に直流電力ケーブル２４が繋がった状態から、上側覆蓋１２を移動させようとした場合、紐体２６により上側覆蓋１２の移動が制限され、ケーブル２４に負荷（張力）がかからないように、該紐体２６の長さを設定することにより、直流電力ケーブル２４が切断したり、破損するおそれがなくなる。また、この紐体２６が上側覆蓋１２に係止具２７に繋がった状態で係止部に施錠できる機能を付加すれば更に安全性は向上する。  
【００２７】
また、中継箱１５は開閉扉を備え、該扉には鍵により施錠する構成とし、該鍵により扉を開けないと中継箱１５内に設置された切断器１７の開閉及びコネクタ１６のピンＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３が着脱できない構造となっている。下側覆蓋１１と上側覆蓋１２からなる覆蓋１０を移動する場合は、下記の（１）乃至（４）の手順で行う。
【００２８】
（１）中継箱１５の扉を開け、切断器１７を開放し、直流電力ケーブル２４をコネクタ１６から外し箱体１９のケーブル留置機構２５に留め置く。
（２）紐体２６を上側覆蓋１２から外す（係止部に施錠機能を備えている場合は施錠を解除して外す）。
（３）図示しないストッパー（固定金具）を解除する。
（４）覆蓋１０（上側覆蓋１２、下側覆蓋１１）を移動する。
【００２９】
太陽光発電設備を上記のように、複数の移動式の覆蓋１０が下側覆蓋１１と上側覆蓋１２からなる上下に重なり合う構造（通常、上下に重なり合う下側覆蓋１１と上側覆蓋１２の２つの覆蓋に設置した太陽電池モジュール２０で１つの太陽電池アレイ２１を構成する）とし、上側覆蓋１０に切断器１７とコネクタ１６を備えた中継箱１５を設置し、該中継箱１５に鍵等で開閉できる扉を設け、鍵等で扉を開けた状態でなければ、切断器１７の開閉及びコネクタ１６のコネクタピンＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３が着脱できない構造とすることにより、設備管理者以外の者は容易に切断器（ブレーカ等）１７の開閉やコネクタ１６のコネクタピンＣＮ１、ＣＮ２、ＣＮ３を着脱できない。これにより感電等の不慮の事故を防止できる。
【００３０】
上記中継箱１５から接続箱２２（又はインバータ２３）への直流電力系統において、上側覆蓋１２に設けた中継箱１５の池外近辺に箱体１９を設置する。中継箱１５からの直流電力ケーブル２４は箱体１９を通り、接続箱２２（又はインバータ２３）へ繋がる。中継箱１５からの直流電力ケーブル２４は箱体１９により固定・保持されると共に、必要に応じて余長分のケーブルが収納される。これにより直流電力ケーブル２４は安定した状態で固定、保持される。また、上側覆蓋１２を移動するため、中継箱１５のコネクタ１６から外された直流電力ケーブル２４を箱体１９のケーブル留置機構２５に留め置くようにする。これによりコネクタ１６から外された直流電力ケーブル２４が所定の位置に収まり、保守、点検作業に支障となることがない。
【００３１】
覆蓋１０は移動式であるので、移動しない場合は、通常、ストッパー（固定金具等）で覆蓋１０は固定されている。中継箱１５から箱体１９までの直流電力ケーブル２４は覆蓋１０移動するための長さを有しないので、該直流電力ケーブル２４が外れた状態でないとう覆蓋１０（上側覆蓋１２）は移動できない。中継箱１５のコネクタ１６と直流電力ケーブル２４が繋がった状態で上側覆蓋１２が移動すると直流電力ケーブル２４が切断する虞があるので、中継箱１５が設置されている上側覆蓋１２と箱体１９若しくは池近傍の物体に紐体を繋げて、該直流電力ケーブル２４が接続された状態では上側覆蓋１２の移動が制限される構成としている。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態例では、浄水場の３つのろ過池に設置した移動式の覆蓋上に太陽電池モジュール２０を設置した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば上下水処理設備の沈殿池、ろ過池等、所定の場所を覆う複数の移動式覆蓋が設置されている場所であれば、複数の覆蓋に太陽電池モジュールを設置し、本発明に係る太陽光発電設備を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る太陽光発電設備の外観構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る太陽光発電設備の配線系統の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る太陽光発電設備の覆蓋の上側覆蓋及びその近傍を示す図である。
【図４】本発明に係る太陽光発電設備の覆蓋の上側覆蓋及びその近傍を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      覆蓋
１１      下側覆蓋
１２      上側覆蓋
１３      端子台
１４      端子台
１５      中継箱
１６      コネクタ
１７      切断器
１９      箱体
２０      太陽電池モジュール
２１      太陽電池アレイ
２２      接続箱
２３      インバータ
２４      直流電力ケーブル
２５      ケーブル留置機構
２６      紐体
２７      係止具
３０      ろ過池
３１      下側覆蓋移動レール
３２      上側覆蓋移動レール
【図１】
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【図２】
2007073714.tif 000004
【図３】
2007073714.tif 000005
【図４】
2007073714.tif 000006